2022年1月8日, 青海省门源县发生了 MS6.9 地震。为及时全面了解地震同震地表破裂带的空间分布并准确判定发震构造, 文中通过对震后高分七号遥感影像进行解译判读, 综合野外考察核实, 获得了门源 MS6.9 地震同震地表破裂带的展布情况, 并识别出多种典型的同震破裂地貌, 总结了多种同震地貌的影像特征。结果表明, 此次地震产生了2条主要的地表破裂带, 呈左阶斜列展布。北支主破裂带分布于冷龙岭断裂西段, 长约22km, 走向 100°N~120°E; 南支次级破裂带分布在托莱山断裂东段的局部段上, 长约4km, 走向为N90°E, 2条破裂带总长约26km; 沿破裂带形成了一系列典型左旋走滑同震地貌, 如张裂隙、张剪裂隙、挤压脊、挤压鼓包、左旋纹沟、左旋断错路基等; 在此基础上, 文中还对冷龙岭地区典型左旋地貌的累积位错进行了测量, 并与前人的测量结果作对比研究, 得到了较为准确的测量结果。文中基于高分影像对断裂沿线典型的断错地貌开展研究, 不仅可为高分七号卫星数据的地质应用积累实例, 所得结果也可为未来构造地貌研究提供强有力的数据支撑。
在传统的断裂解译工作中, 人们更重视高分辨率的光学影像和DEM, 而对中分辨率DEM的重视程度较低。文中基于分辨率为12.5m的ALOS-PALSAR DEM和断裂线性解译标志, 对断裂几何学研究薄弱的西秦岭“V”形断裂系进行了目视解译。所得结果包括: 1)新发现了多条断裂线性带, 例如位于礼县-罗家堡断裂和两当-江洛断裂之间的以NE向为主的断裂线性带; 2)完善了已知活动断裂的几何展布图像; 3)西秦岭的断裂线性呈“V”形, NW、 NE 2组断裂的构造转换方式主要包括相互截切和弧形过渡。研究结果表明, ALOS-PALSAR DEM具有突出的断裂线性显示能力, 是高分辨率光学遥感图像的有效补充。研究结果对于完善西秦岭“V”形断裂系的几何图像具有重要意义, 也是进一步深入开展断裂几何学、 运动学研究的基础。
三危山断裂位于青藏高原北缘NW向扩展的前缘位置, 其最新地震活动反映了高原北部地区的构造变形特征。文中通过遥感影像解译、 野外实地调查、 古地震探槽及光释光年代样品测试, 对三危山断裂敦煌段的古地震活动特征开展了研究。结果表明, 断裂晚更新世以来发生过2次古地震事件, 事件E1发生的年代约为距今(35.1±3.7)~(36.7±4.1)ka; 事件E2发生的年代约为距今(76.5±8.8)~(76.7±8.3)ka。三危山断裂晚更新世以来的垂直滑动速率为(0.03±0.01)mm/a, 相应的缩短速率为(0.09±0.01)mm/a。综合前人的研究结果, 认为三危山断裂的地震活动具有分段性特征, 中段、 东段可能具有独立破裂的能力, 也存在与敦煌段发生级联破裂的特征, 复发间隔约为40ka, 根据经验公式估算三危山断裂可能发生的震级范围为 MW7.1 ~7.5。
根据航、卫片解译和野外实地考察,在位于祁连山-河西走廊西段的酒西盆地白杨河背斜北发现1条较新的地震破裂带遗迹,破裂带长度约5km,呈弧形展布,保存较为完整,在最新的洪积扇面上陡坎高度约0.5~0.7m,在冲沟T1阶地上陡坎高度约1.5m,分析认为其为较新的1次地震活动所致。沿断层陡坎探槽开挖表明,此次破裂带形成于约1 500a BP,此前断裂还有过活动。根据该地区历史地震资料考证和研究程度,认为该地震地表破裂带可能与365年玉门地震、1785年玉门惠回堡地震或1次漏记的历史强地震有关。
采用定量化的地貌因子研究区域构造活动及其演化已成为构造地貌学的一种常用手段。祁连山-河西走廊位于青藏高原东北部边缘,是高原向NE方向挤压扩展的前缘部位,该区河流水系的地貌发育过程记录了高原隆升与挤压扩展及其气候环境效应的重要信息。位于祁连山北部山前的黑河流域向N穿过河西走廊和北山地区,其河流地貌的发育与祁连山的构造隆升直接相关。基于诸多地貌因子(面积-高程积分、地貌信息熵以及河流纵剖面)的研究结果均显示黑河流域所涉及的祁连山东、西段的构造活动存在明显差异,具有西强东弱的特点,如西段流域的平均面积高程积分值(HI)为0.541而东段仅为0.466 1;并且根据河流纵剖面分析得到的差异隆升值西段为754m,也远高于东段的219m;而降雨等气候因素则存在东强西弱的特点。综合对比分析发现,本区岩性与降水条件等对研究区地貌因子的影响有限;构造活动是地貌演化发育的主控因素,控制着该区现今的构造变形、地貌发育及其演化历史。
文中从几何结构特征、断裂长期滑动速率和古地震复发特征3个方面对阿万仓断裂进行了研究。详细的遥感解译和野外调查结果表明:1)阿万仓断裂作为东昆仑断裂带东段(玛沁-玛曲段)的分支断裂,和东昆仑断裂一样也是1条全新世活动断裂,性质为左旋走滑兼逆断,总长约200km。西北段由2条总体走向310°,相距约16km近平行的次级断层组成,向SE方向合为1条断裂。2)在阿万仓断裂上发现大约15km长的古地震地表破裂带,表现为断层陡坎、断塞塘、地裂缝、断层沟槽等典型断错微地貌现象。3)经航、卫片解译,野外现场调查,断错地貌测量和样品测试,得到该断裂晚第四纪以来的平均左旋水平滑动速率为3mm/a,垂直滑动速率约0.07mm/a。4)通过对断错最新地貌面的测年和探槽剖面分析,认为阿万仓断裂带存在4次古地震事件,属原地复发型,最新1次事件是在(850±30)a BP以后发生的。5)阿万仓断裂左旋滑动速率与东昆仑断裂带玛沁-玛曲段递减的滑动速率量值相当,它的存在和发现可以很好地解释东昆仑断裂带东段(玛沁-玛曲段)滑动速率递减的特征。东昆仑活动断裂带中东段滑动速率逐渐递减,与东昆仑活动断裂带中东段帚状散开的几何结构有关,其中的阿万仓断裂是东昆仑断裂带东延过程中的重要分支断裂,吸收了东昆仑断裂带东延的应变分配。
前人对位于青藏块体北部与阿拉善块体接触带的金塔南山断裂是否存在左旋走滑新活动一直存在争议。文中基于航空照片和高分辨率遥感影像解译、地质地貌调查与填图、差分GPS测图、开挖剖面等方法,详细研究了金塔南山断裂的地质、地貌表现,分析是否存在左旋走滑的新活动特征。结果表明:金塔南山断裂晚第四纪以来有左旋走滑活动,地貌上表现为正、反向交替的断层陡坎、冲沟和微地貌的左旋位错、拉分盆地和挤压隆起等现象;地质剖面上表现为高倾角的断层面、倾向和性质不固定的断层面、花状构造。通过对比分析,得到金塔南山断裂晚更新世以来的左旋走滑速率约为(0.19±0.05)mm/a,与倾滑速率以及地表抬升速率相当,但远小于阿尔金断裂的走滑速率。综合分析认为,祁连山逆冲断裂系向NE的挤压扩展与应变分配可能是金塔南山断裂左旋走滑运动的动力学来源。
1927年古浪发生8级大地震, 此次地震给古浪及邻近地区造成了轻重不等的破坏.对这次地震的发震构造, 前人的研究结果存在较大分歧.本研究根据成丛小震发生在大震断层面附近的原则及参考前人对该地震发震构造的认识, 采用1985年到2012年发生在地震破裂区的精定位地震目录, 选定了2个长条状研究区域, 将模拟退火算法和高斯-牛顿算法结合, 利用小震密集程度求解主震断层面的走向与倾角.在此基础上考虑区域构造应力参数, 给出了已求得的断层面上的滑动角.然后结合已有的深部构造研究结果以及地表考察结果, 简单讨论了此次地震的孕震环境和发震机制.文中反演到的断层①位于此次地震等震线的最高烈度(Ⅺ度)圈内, 表明反演到的震源断层可能就是控制此次地震的发震构造.另外, 首次发现在主干断裂中南部有1个小震成丛区, 也能反演出1个断层, 这可能是地震时震区整体发生了逆时针旋转而在主干断裂之上新发育的张性地震断层.
唐会昌二年(公元842年),在中国西北的汉藏交界地区(现甘肃省东南部地区)发生了一次大地震,造成 “地震裂,水泉涌,岷山崩,洮水逆流三日”的严重震害。经过对这次地震史料的系统梳理、考证和综合分析,认为其极震区大致位于今甘肃省甘南藏族自治州碌曲、卓尼和迭部三县交界的光盖山—迭山山区,发震时间很可能为唐会昌二年十二月二十四日(公元843年1月31日或27日),震级可达7~7 1/2 级,震中烈度达Ⅸ~Ⅹ度。在这次地震破坏区附近发育了临潭-宕昌断裂、光盖山-迭山断裂和迭部-白龙江断裂等3条以挤压逆冲为主兼具左旋走滑特征的晚第四纪活动断裂带。根据近年来对上述断裂的最新考察结果和对该区现今小震活动的对比分析,认为这次地震应与其中的光盖山-迭山断裂西段的最新构造活动有关,为这次地震的发震断裂。光盖山-迭山断裂为中国大陆近10多年来7级以上大震主体活动区——巴颜喀拉块体北部边界断裂(东昆仑断裂)东段的重要分支断裂,具备发生7级以上大震的构造条件。
以青藏块体北部的北祁连山-河西走廊地震构造带为研究对象,在系统收集整理该区主干活动断裂新活动性特征、断裂滑动速率、历史地震及古地震资料的基础上,结合现今地震活动性,采用地震空区、空段识别方法和地震活动b值空间图像扫描方法,分析了研究区内历史地震及b值的分布特征。结果显示,该区的榆木山北缘断裂离逝时间较长,应力积累程度较高,具有发生大震的构造条件,其未来大震危险性最高,值得高度关注。其次,该区的嘉峪关断裂也存在地震空段和低b值段,也应引起重视。
榆木山北缘断裂位于祁连山主体山系以北的榆木山北部边缘。断裂活动形成一系列沿山前发育的断层陡坎。通过探槽剖面对发生在该断裂带上的古地震事件进行了分析,大致可以确定全新世以来的2次古地震事件。事件Ⅰ的年代为距今(4.066±0.086)ka; 事件Ⅱ为距今(6.852±0.102)ka至(6.107±0.082)ka之间。该断裂的最后一次古地震事件发生在距今(4.066±0.086)ka,并非公元180年表氏7 1/2 级地震的发震断裂。
根据最新地质考察和历史地震考证结果,西秦岭北缘断裂带从东到西可划分为宝鸡、天水、武山、漳县、黄香沟和锅麻滩共6个次级断裂段。上述断裂既具有单段破裂,又具有多段组合破裂的特征。利用时间相依的地震潜势概率评估方法,对这6个单段分别进行地震危险性概率评估,其中黄香沟段和漳县段发生单段破裂的可能性最大,天水段发生单段破裂的概率次之。若发生组合破裂,黄香沟段和漳县段组合破裂可能性大。同时,根据沿断裂带的b值扫描图像分析结果显示,黄香沟段和天水附近应力积累较高,这两个地区应是未来发生强震的主要段落,值得关注。